JP2016212310A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に関する。 The present invention relates to a display device.
野外に設置される表示装置として、基板に複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)がマトリクス状に実装された表示装置が知られている(特許文献1を参照)。
このような表示装置に使用されるLEDは、基板と、基板に実装されたLEDチップと、LEDチップを囲む樹脂パッケージとを備えている。LEDチップは、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などで構成され、樹脂パッケージが囲む空間に充填される封止材によって密封されている。
As a display device installed outdoors, there is known a display device in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are mounted in a matrix on a substrate (see Patent Document 1).
The LED used in such a display device includes a substrate, an LED chip mounted on the substrate, and a resin package surrounding the LED chip. The LED chip is made of an epoxy resin, a silicon resin, or the like, and is sealed with a sealing material that fills a space surrounded by the resin package.
野外に設置される表示装置は雨水などに曝されるので、雨水などの浸入を防ぐために、使用されるLEDの封止材と樹脂パッケージとは密着している。さらに、LEDの側面や底面に露出している電極はシリコン樹脂などで覆われている。 Since a display device installed outdoors is exposed to rainwater or the like, the LED sealing material used and the resin package are in close contact with each other in order to prevent intrusion of rainwater or the like. Furthermore, the electrodes exposed on the side and bottom surfaces of the LED are covered with silicon resin or the like.
近年、表示装置の高解像度化により、表示装置に使用されるLEDの個数が増加しているので、LEDなどの発光装置のコストを削減することが求められている。
そこで、発光装置のコストを削減するために、発光装置を発光チップと発光チップを実装する平坦な基板と封止部とから構成した場合には、基板と封止部との平坦な接触面が発光装置の外部に露出するので、基板と封止部との接触面において、雨水などが基板と封止部との間を通って発光装置の内部に浸入しやすい。雨水などが発光装置の内部に浸入すると、発光装置の配線の短絡などが生じる。したがって、表示装置の防水性が低下する。
In recent years, as the number of LEDs used in a display device has increased due to an increase in resolution of the display device, it is required to reduce the cost of light emitting devices such as LEDs.
Therefore, in order to reduce the cost of the light emitting device, when the light emitting device is composed of a light emitting chip, a flat substrate on which the light emitting chip is mounted, and a sealing portion, a flat contact surface between the substrate and the sealing portion is provided. Since it is exposed to the outside of the light emitting device, rainwater or the like easily enters the inside of the light emitting device through the space between the substrate and the sealing portion at the contact surface between the substrate and the sealing portion. When rainwater or the like enters the light emitting device, a short circuit of the wiring of the light emitting device occurs. Therefore, the waterproofness of the display device is lowered.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高い防水性を備えた表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、低コストの表示装置を提供することを他の目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a display device having high waterproofness.
Another object of the present invention is to provide a low-cost display device.
本発明の表示装置は、回路基板と、回路基板に実装され、素子基板と素子基板の実装面に実装される発光チップと素子基板に設けられ発光チップを封止する封止部とを有する、複数の発光装置と、回路基板に設けられる保護部とを備える。保護部は、発光装置の素子基板と発光装置の封止部との接触面の周囲を封止する。 The display device of the present invention includes a circuit board, a light emitting chip mounted on the circuit board, mounted on the mounting surface of the element substrate, and a sealing portion provided on the element substrate and sealing the light emitting chip. A plurality of light emitting devices and a protection part provided on the circuit board are provided. The protection portion seals the periphery of the contact surface between the element substrate of the light emitting device and the sealing portion of the light emitting device.
本発明によれば、保護部が素子基板と封止部との接触面の周囲を封止するので、素子基板と封止部との間からの水の浸入を抑制し、表示装置の防水性が向上する。また、発光装置が素子基板と素子基板の実装面に実装される発光チップと発光チップを封止する封止部とから構成されているので、表示装置を低コストで製造できる。 According to the present invention, the protective part seals the periphery of the contact surface between the element substrate and the sealing part, so that the intrusion of water from between the element substrate and the sealing part is suppressed, and the waterproof property of the display device Will improve. In addition, since the light emitting device includes the element substrate, the light emitting chip mounted on the mounting surface of the element substrate, and the sealing portion that seals the light emitting chip, the display device can be manufactured at low cost.
以下、本発明の実施の形態に係る表示装置について、図面を参照して説明する。なお、理解を容易にするために、表示装置10が野外で表示装置10の正面(表示面)が地面に対して垂直に設置されたと仮定し、地面と表示装置10の正面とに平行な方向をX軸方向、地面に対して垂直な方向をY軸方向、X軸方向とY軸方向とに垂直な方向をZ軸方向として説明する。他の実施の形態においても同様である。
Hereinafter, display devices according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For easy understanding, it is assumed that the
実施の形態1.
図1〜図5を参照して、本発明の実施の形態1に係る表示装置10について説明する。
図1、2に示すように、表示装置10は、回路基板20と、回路基板20の実装面22に実装される複数の発光装置70と保護部100とを備える。表示装置10は、競技場、ビルの壁面などに設置されている。
With reference to FIGS. 1-5, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
回路基板20は絶縁性の樹脂材料などから構成される。回路基板20は発光装置70に電力を供給する図示しない配線を備える。また、回路基板20には、回路基板20の配線を介して発光装置70を駆動する図示しない駆動IC(IC:Integrated Circuit)が設けられる。
The
発光装置70は回路基板20の実装面22にマトリクス状に配置される。なお、表示装置10の正面側に配置される面を上面71、回路基板20の実装面22に垂直な面を側面72、上面71に対向する面を下面(図示せず)とする。
The
図3〜図5に示すように、発光装置70は、それぞれが赤色光、緑色光、青色光を発光する3つのLEDチップ50r、50g、50bと、LEDチップ50r、50g、50bを実装する素子基板40と、LEDチップ50r、50g、50bを素子基板40上で封止する封止部60とを備える。
3つのLEDチップ50r、50g、50bは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を発光する。LEDチップ50r、50g、50bの発光強度は、LEDチップ50r、50g、50bのそれぞれに、回路基板20の配線を介して回路基板20の駆動ICから供給される電力によって、独立に調整される。これにより、発光装置70から、任意の色の光が任意の強度で出射される。その結果、複数の発光装置70全体によって、表示装置10にカラー画像などが表示される。
As shown in FIGS. 3 to 5, the light-
The three
素子基板40は平板であり、絶縁性の樹脂材料などから構成される。素子基板40は、LED50r、50g、50bを実装する実装面42に、LEDチップ50rに電力を供給する配線43r、44rと、LEDチップ50gに電力を供給する配線43g、44gと、LEDチップ50bに電力を供給する配線43b、44bとを備える。配線43rと配線44rは、それぞれ、LEDチップ50rに、ワイヤボンディングによって電気的に接続される。配線43r、44rと同様に、配線43g、44gのそれぞれは、LEDチップ50gにワイヤボンディングによって電気的に接続される。また、配線43b、44bのそれぞれは、LEDチップ50bにワイヤボンディングによって電気的に接続される。
LEDチップ50r、50g、50bは、LEDチップ50gが素子基板40実装面42の中心に配置され、互いに平行に、X軸方向にこの順で、等間隔に配列されている。
The
The
また、素子基板40は、素子基板40の実装面42に垂直な面45から実装面42に対向する面46に延び、それぞれが配線43r、44r、43g、44g、43b、44bと電気的に接続する6つの電極47を備える。6つの電極47は、それぞれ回路基板20の配線と電気的に接続する。
In addition, the
したがって、LEDチップ50rには、回路基板20の配線と電極47と配線43r、44rとボンディングワイヤ(図示せず)とを介して、回路基板20の駆動ICから電力が供給される。LEDチップ50g、50bについても、LEDチップ50rと同様に、回路基板20の駆動ICから電力が供給される。
Therefore, power is supplied to the
封止部60は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂などの透光性の樹脂から構成される。
封止部60は直方体形状である。封止部60は素子基板40上に設けられ、LEDチップ50r、50g、50bを素子基板40上で封止する。封止部60は、素子基板40の実装面42と配線43r、44r、43g、44g、43b、44bとに密着し、素子基板40と封止部60とが接触する接触面80を構成する。
The sealing
The sealing
保護部100は回路基板20に設けられ、素子基板40と封止部60との接触面80の周囲を封止する。
本実施の形態において、保護部100は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂などの透光性と防水性とを備える樹脂から構成されるフィルムである。保護部100の厚みは、例えば50〜300μmである。また、保護部100は、一方の面に粘着層を有する。
保護部100は、回路基板20の実装面22と、発光装置70の上面71と側面72に沿って、回路基板20の実装面22と、発光装置70の上面71と側面72に密着し、素子基板40と封止部60との接触面80の周囲を封止する。
The
In the present embodiment, the
The
次に、上記の構成を備えた表示装置10の作製方法について、説明する。
まず、以下のように、発光装置70を作製する。
配線43r、44r、43g、44g、43b、44bと電極47を備えた素子基板40を準備する。
LEDチップ50r、50g、50bを、ワイヤボンディングによって配線43r、44r、43g、44g、43b、44bと電気的に接続し、準備した素子基板40に実装する。
モールド成形によって、LEDチップ50r、50g、50bが実装された素子基板40の実装面42上に封止部60を形成する。これにより、封止部60はLEDチップ50r、50g、50bを封止し、素子基板40の実装面42と配線43r、44r、43g、44g、43b、44bとに密着する。以上によって、発光装置70が作製できる。
次に、配線を備えた回路基板20を準備する。
作製した発光装置70の電極47を回路基板20の配線にリフロー方式等によりハンダ付けすることによって、準備した回路基板20に各発光装置70を実装する。
回路基板20と保護部100とを真空容器内に設置し、真空容器内を脱気し減圧する。
減圧された真空容器内で、保護部100の粘着層が設けられた面を、発光装置70の上面71と側面72と、回路基板20の実装面22に沿わせて、回路基板20の実装面22に貼り付ける。
真空容器内を常圧に戻し、真空容器から保護部100が貼り付けられた回路基板20を取り出す。
保護部100は、減圧された真空容器内で回路基板20の実装面22に貼り付けられるので、真空容器から回路基板20を取り出すと、保護部100は大気圧によって押圧され、発光装置70の上面71と側面72と、回路基板20の実装面22に密着し、素子基板40と封止部60との接触面80の周囲を封止する。
以上によって、表示装置10を作製できる。
Next, a method for manufacturing the
First, the
An
The
The sealing
Next, the
Each
The
The mounting surface of the
The inside of the vacuum vessel is returned to normal pressure, and the
Since the
As described above, the
以上のように、保護部100が、素子基板40と封止部60との接触面80の周囲を封止するので、発光装置70の内部への水の浸入を抑制し、表示装置10の防水性を向上できる。
また、発光装置70が、LEDチップ50r、50g、50bとLEDチップ50r、50g、50bを実装する素子基板40と封止部60とから構成される簡易な構成であるので、表示装置10は低コストで製造できる。
As described above, since the
In addition, since the
実施の形態2.
実施の形態1においては、封止部60の形状が直方体である発光装置70を使用したが、封止部60の形状は直方体に限られない。なお、以下では、封止部60の表示装置10の正面側に配置される面を封止部60の上面62、回路基板20の実装面22に垂直な面を封止部60の側面64とする。
Embodiment 2. FIG.
In
本実施の形態では、図6、7に示すように、封止部60が外部の空間と接する境界面の1つである上面62は、素子基板40の実装面42の中心点Uを通り素子基板40に垂直な中心軸114から離れると共に、素子基板40の実装面42に近づく傾斜を有する。例えば、上面62は凸面である。また、素子基板40の実装面42からの封止部60の側面64の高さ(Z軸方向の長さ)H1は、素子基板40の実装面42からのLEDチップ50r、50g、50bの上端の高さ(Z軸方向の長さ)H2よりも高い。
さらに、発光装置70の電極47は、素子基板40に設けられた貫通孔48を介して、素子基板40の実装面42に対向する面46に設けられている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the
Further, the
封止部60の上面62が、素子基板40の実装面42の中心点Uを通り素子基板40に垂直な中心軸114から離れると共に、素子基板40の実装面42に近づく傾斜を有するので、フィルムである保護部100が封止部60の形状に容易に追従し、保護部100を封止部60により密着できる。また、保護部100の封止部60からの剥落を抑制できる。さらに、保護部100に加わる応力が分散するので、保護部100の劣化を抑制できる。したがって、表示装置10の信頼性がより向上する。
また、実施の形態1の表示装置10と同様に、表示装置10の防水性を向上させることができる。さらに、実施の形態1の表示装置10と同様に、表示装置10を低コストで製造できる。
Since the
Moreover, the waterproofness of the
実施の形態3.
実施の形態2においては、発光装置70における封止部60の上面62を凸面としたが、封止部60の形状はこれに限られない。
Embodiment 3 FIG.
In Embodiment 2, although the
本実施の形態では、図8、9に示すように、封止部60が外部の空間と接する境界面110が、素子基板40の実装面42に平行な平面120と曲面122とから構成されている。その他の構成は、実施の形態2と同様である。
以下において、境界面110を具体的に説明する。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the boundary surface 110 where the sealing
Hereinafter, the boundary surface 110 will be described in detail.
本実施の形態では、発光装置70を境界面110の方向から平面視した場合に、素子基板40の実装面42におけるLEDチップ50rとLEDチップ50bのY軸に平行で中心点Uから最も遠い辺を対向する2辺とする長方形の領域を実装領域Mとすると、発光装置70を境界面110の方向から平面視した場合に、境界面110の実装領域Mと重なる領域が平面120である。
そして、境界面110の平面120の各辺から素子基板40の実装面42の各辺までの領域が曲面122であり、曲面122は中心軸114から離れると共に素子基板40の実装面42に近づく傾斜を有している。さらに、曲面122は、素子基板40の実装面42に垂直な面45に連続している。
In the present embodiment, when the
A region from each side of the
境界面110の平面120の各辺から素子基板40の実装面42の各辺までの領域が曲面122であるので、実施の形態2と同様に、フィルムである保護部100が封止部60の形状に容易に追従し、保護部100を封止部60により密着できる。また、保護部100の封止部60からの剥落を抑制できる。保護部100に加わる応力が分散するので、保護部100の劣化を抑制できる。さらに、曲面122が素子基板40の実装面42に垂直な面45に連続しているので、封止部60と素子基板40とが接する部分においても、保護部100が封止部60の形状と素子基板40の形状に容易に追従する。したがって、保護部100を封止部60と素子基板40に、より密着させることができ、保護部100の剥落を抑制できる。これらにより、表示装置10の信頼性がより向上する。
また、実施の形態1の表示装置10と同様に、表示装置10の防水性を向上させることができ、表示装置10を低コストで製造できる。
Since the region from each side of the
Further, similarly to the
実施の形態4.
実施の形態1、2においては、フィルムである保護部100によって、素子基板40と封止部60との接触面80の周囲を封止したが、素子基板40と封止部60との接触面80の周囲を封止する部材は、フィルムに限られない。
本実施の形態においては、図10、11に示すように、表示装置11の保護部100は発光装置70と発光装置70との間を埋めるコート部材である。その他の構成は実施の形態1と同様である。
Embodiment 4 FIG.
In the first and second embodiments, the periphery of the
In the present embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, the
保護部100は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂などの透光性と防水性を備えるコート部材である。保護部100は回路基板20に設けられ、発光装置70と発光装置70との間を埋める。保護部100は発光装置70の側面72に密着する。また、発光装置70と発光装置70との間における保護部100の上端は、回路基板20の実装面22からの高さが素子基板40と封止部60との接触面80の高さよりも高い位置に位置する。
The
保護部100は、例えば、ディスペンサによって樹脂を回路基板20の実装面22上の発光装置70と発光装置70との間に注入した後、樹脂を硬化して形成される。また、金型を用いて保護部100を予め成型した後、保護部100を回路基板20の実装面22の発光装置70と発光装置70との間に設け、発光装置70に接着してもよい。
The
保護部100を、樹脂の注入と硬化や予め作製した保護部100を回路基板20の実装面22に設けることによって形成できるので、より容易に表示装置10を作製できる。
また、保護部100が発光装置70の側面72に密着し、保護部100の上端が素子基板40と封止部60との接触面80よりも高い位置に位置するので、保護部100は、素子基板40と封止部60との接触面80の周囲を封止できる。したがって、実施の形態1の表示装置10と同様に、表示装置11の防水性を向上させることができる。さらに、実施の形態1の表示装置10と同様に、表示装置11を低コストで製造できる。
Since the
Further, since the
以上、本発明の複数の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、発光装置70は、赤色光、緑色光、青色光を発光する3つのLEDチップを備えるものに限られない。発光装置70の出射光は単色光であってもよい。また、発光装置70のマトリクス状の配列において、赤色光を出射する発光装置70、緑色光を出射する発光装置70、青色光を出射する発光装置70を、列方向に繰り返し配置してもよい。
For example, the
発光装置70の電極47の形状は任意である。例えば、回路基板20の配線に接続され固定されるために、発光装置70の下面にボール状の電極を配列したBGA(Ball Grid Array)タイプの電極を備えたものでもよい。
The shape of the
また、発光装置70の側面72に、LEDチップ50r、50g、50bの発光光を反射あるいは散乱する側壁を設けてもよい。例えば、発光装置70の側面72のそれぞれの一部に、LEDチップ50r、50g、50bの発光光を反射あるいは散乱する側壁を設けてもよい。
Further, the
発光装置70のマトリクス状の配列は、各行(各列)のピッチが同一であるものに限られない。例えば、発光装置70のマトリクス状の配列は1行(1列)毎に半ピッチずれた配列であってもよい。
The matrix arrangement of the
実施の形態1では、保護部100が粘着層を有するが、粘着層に代えて保護部100が粘着機能を有していてもよい。
また、実施の形態1では、真空容器を使用して、素子基板40と封止部60との接触面80の周囲を封止したが、接触面80の周囲を封止する方法はこれに限られない。例えば、熱接着機能を有するフィルムを保護部100とし、加熱しながら回路基板20の実装面22と発光装置70の表面に密着させ、素子基板40と封止部60との接触面80の周囲を封止してもよい。
In
In the first embodiment, the periphery of the
また、図12、13に示すように、実施の形態1における表示装置10の発光装置70と発光装置70との間に、外光を遮るルーバ150を設けてもよい。ルーバ150は、例えば、X軸方向に延び外光を吸収する。ルーバ150によって、表示装置12による外光の反射が抑制されるので、表示装置12の表示のコントラストを向上させることができる。実施の形態2における表示装置10と実施の形態3における表示装置10にも、ルーバ150を設けることができる。
12 and 13, a
さらに、コート部材である保護部100に、発光装置70の側面72と回路基板20の実装面22に沿った溝部160を設けてもよい。これにより、図14に示すように、表示装置13の溝部160にルーバ150などの部材を設けることができる。
Furthermore, a
複数の表示装置10〜13を組み合わせることによって、より大型の表示装置を構成することもできる。図15に示されるように、4つの表示装置10が組み合わされて、表示装置200が構成される。なお、構成の異なる表示装置10〜13を組み合わせてもよい。
By combining a plurality of
10,11,12,13,200 表示装置、20 回路基板、22,42 実装面、40 素子基板、43r,43g,43b,44r,44g,44b 配線、45 実装面に垂直な面、46 実装面に対向する面、47 電極、48 貫通孔、50r,50g,50b LEDチップ、60 封止部、70 発光装置、62,71 上面、64,72 側面、80 接触面、100 保護部、110 境界面、114 中心軸、120 平面、122 曲面、150 ルーバ、160 溝部、U 中心点
10, 11, 12, 13, 200 Display device, 20 Circuit board, 22, 42 mounting surface, 40 Element substrate, 43r, 43g, 43b, 44r, 44g, 44b Wiring, 45 Surface perpendicular to mounting surface, 46 Mounting surface , 47 electrodes, 48 through-holes, 50r, 50g, 50b LED chip, 60 sealing portion, 70 light emitting device, 62, 71 upper surface, 64, 72 side surface, 80 contact surface, 100 protective portion, 110
Claims (7)
前記回路基板に実装され、素子基板と前記素子基板の実装面に実装される発光チップと前記素子基板に設けられ前記発光チップを封止する封止部とを有する、複数の発光装置と、
前記回路基板に設けられ、前記発光装置の素子基板と前記発光装置の封止部との接触面の周囲を封止する保護部とを備える、表示装置。 A circuit board;
A plurality of light emitting devices mounted on the circuit board and having an element substrate, a light emitting chip mounted on a mounting surface of the element substrate, and a sealing portion provided on the element substrate and sealing the light emitting chip;
A display device, comprising: a protection portion that is provided on the circuit board and seals a periphery of a contact surface between an element substrate of the light emitting device and a sealing portion of the light emitting device.
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